JP2012532682A - 体内への針の侵入を可視化するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

体内への針の侵入を可視化するためのシステムを提供する。このシステムは体内に入るための針を含む。この針は針の少なくとも部分が放射線散乱コーティングにより被覆されている。このシステムは、反射された、標的である体に向けた放射線を検出して体内に差し込まれた針とともに血管のような解剖構造を医療従事者に見せることができる放射線可視化装置をさらに含む。

Description

本発明は生体組織内の針を可視化するためのシステム及び方法に関する。より詳細には、本発明は、針を可視化するため、及び標的構造の独特な吸収および散乱特性に対して高感度な機器により体内の解剖構造の位置を特定するためのシステム及び方法に関する。

毎日、何十万もの医療処置において血管に穴があけられている。緊急時の液体の投与、血液成分の投与、及び手術中の麻酔薬の投与のため、又は生化学分析のための採血を可能にするために、静脈穿刺が必要であることが知られている。しばしば静脈注射用の化合物を投与する際の速度制限段階となる静脈穿刺は、患者が新生児、幼児、老人、肥満又は火傷患者である場合に、３０分かそれより長くかかることがある。私達の社会全体にかかる莫大な財政負担にもかかわらず、手術室および医療従事者は静脈ラインが配置されるのを待たなくてはならないので、静脈ラインの配置の遅れは実際に生命を危うくし得る。さらに、臨床医の血管の位置決めの失敗によって引き起こされる多数の静脈穿刺に随伴して付加的な問題がある。

静脈穿刺をすることが時には困難であるのは、血管は、吸収し散乱させる光学的性質によって通常条件下で血管の可視化を不可能にする組織の中の比較的深い位置にあることがあるためである。さらに、血管は過剰に操作されると痙攣および収縮するおそれがあるという事実によって、状態は悪化する。したがって、医療従事者は患者のリスクを減らし、時間を節約し、処置のコストを減らすために、静脈穿刺の間中、即時に血管を可視化する必要がある。さらに、処置時間の節約は、潜在的に汚染された針に従事者がさらされるのを制限する。最後に、血管組織を可視化することは、血栓症、がん、又は血管奇形など特定の疾病についての重要な診断上および治療上の情報を提供することができる。

１９７０年代中盤に、表在血管の可視化を外科医に提供すると称された１つの器具が考案された。それは、皮膚に押し付けられた際に皮下組織を透過して表在血管の可視化を助ける可視光源からなる。血管トランスイルミネ―ターは、血液および組織の異なる吸収特性を使用していた。血液は一定の波長の光を強く吸収し、一方で、脂肪および皮膚は他の波長を吸収するので、医療従事者は皮下の血管の位置を肉眼によって視覚的に区別することができると称された。トランスイルミネーターは、表在血管の静脈穿刺のため以外の使用のために十分な血管と組織との間のコントラストを提供することができないので、基本的に使用されなくなっている。さらに、いくつかのバージョンの血管トランスイルミネ―ターは患者に温熱損傷を引き起こした。

トランスイルミネーターの欠陥に応じて、表面組織を深部血管の深さまで透過するが血液によって非常によく吸収されもする照度波長を使うことを提案している参考文献がいくつかある（例えば、非特許文献１参照）。しかしながら、これらの参考文献は血管の本体構造を有効に照らしおよび検出する効率的な方法を明らかにしていない。

より最近の考案は、体から反射された後方散乱された照明を検出するための偏光子を用いることによるもっと効果的な結果を生じた。例えば、参照により本明細書中に組み込まれる、生体組織から電磁反射を検出するための方法および装置と題された特許文献１を参照されたい。標的組織から際立って散乱される反射電磁放射線を用いて、これらの方法は、医療関係者に血管などの解剖構造をその周辺組織と高いコントラストで効率的に見せることを可能とする。したがって、この方法によれば、医療臨床医は血管などの内部解剖構造を可視化することができる。

米国特許第６０３２０７０号明細書

Ｃｈｅｏｎｇ，Ｗ−Ｆらによる「Ａ Ｒｅｖｉｗ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｔｉｓｓｕｅｓ」、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎ．Ｑｕａｎｔ．Ｅｌｅｃ.、１９９０年発行第２６巻２１６６−２１８５頁 Ｆｌｏｃｋ．Ｓ．らによる「Ｔｈｅｒｍａｌ Ｄａｍａｇｅ ｏｆ Ｂｌｏｏｄ Ｖｅｓｓｅｌｓ ｕｓｉｎｇ Ｉｎｓｏｃｙａｎｉｎｅ Ｇｒｅｅｎ ａｎｄ ａ Ｐｕｌｓｅｄ Ａｌｅｘａｎｄｒｉｔｅ Ｌａｓｅｒ」、Ｌａｓｅｒs Ｍｅｄ．Ｓｃｉ．、１９９３年発行第８巻１８５−１９６頁 Ｓｕｄｈａｄｒａ Ｓｉｎｉｖａｓａｎおよびその他らによる「Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｉｎｇ Ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ， Ｏｘｙｇｅｎ Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ， ａｎｄ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｍｅａｓｕｒｅｄ ｉｎ Ｖｉｖｏ ｂｙ Ｎｅａｒ−ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｂｒｅａｓｔ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ」、ＰＮＡＳ、２００３年１０月１４日発行第１００巻第２１号

この開示のシステムおよび方法は、現在利用できる技術によっては未だ完全に解決されてはいない本技術分野における問題および要求に応えて開発されている。したがって、これらのシステムおよび方法は、医療従事者が内部解剖構造だけでなく体内の針も可視化できるように開発されている。

１つの態様においては、システムは、体内への針の侵入の可視化のために提供されており、針、放射線散乱コーティング（本明細書において、単に「コーティング」又は「針コーティング」ともいう。）、及び放射線可視化装置を含む。この放射線散乱コーティングは、近赤外線放射散乱コーティングまたは赤外線放射散乱コーティングであってもよい。この針コーティングは針の少なくとも部分に被覆されている。

いくつかの実施形は１つまたは複数の次の特徴を含んでいてもよい。コーティングは１つまたは複数のポリマーを含んでいてもよい。コーティングはフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含んでいてもよい。コーティングは、入射する近赤外線放射を散乱させる顔料および染料のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。コーティングは、溝、細い溝、または穴の飽和機能（saturating feature）を含んでいてもよい。コーティングは針先のみをコーティングされていてもよい。あるいは、針先を除いて針の全体がコーティングされていてもよい。コーティングは覆われている部分と覆われていない部分とのパターンを用いて針を覆っていてもよい。放射線可視化装置は、断層撮影法、分光法、または分光画像法に基づいて可視化する検出器を含んでいてもよい。

別の態様においては、体内への針の侵入を可視化するためのシステムは、針、針にコーティングされた放射線散乱コーティングであって、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のうちの少なくとも１つを含み、放射線を散乱する顔料および放射線を散乱する染料のうちの少なくとも１つをさらに含むコーティング、および放射線可視化装置を含んでいる。

いくつかの実施形は１つまたは複数の次の特徴を含んでいてもよい。コーティングは飽和機能を含んでいてもよい。コーティングは針の針先にのみコーティングされていてもよい。放射線可視化装置は、断層撮影法、分光法、または分光画像法に基づいて可視化する検出器を含んでいてもよい。

別の態様において、血管内への針の侵入を可視化する方法は、放射線散乱コーティングを有する針を提供する工程、放射線可視化装置を提供する工程、体内へ針を差し込む工程、および血管に向かう針の前進を放射線可視化装置を用いてモニタリングする工程を備える。

いくつかの実施形は１つまたは複数の次の特徴を含んでいてもよい。針の前進は、針先が体の血管へ入る際に視覚化されたときに停止されてもよい。飽和機能は針コーティング上に含まれていてもよい。放射線散乱コーティングは針の針先のみに配置されていてもよい。

したがって、このシステムの実施によって、内部解剖構造だけでなく、体内に前進している際の針も医療臨床医に目に見えるようにすることができる。臨床医は内部構造を可視化できるので、静脈穿刺の処置はより速く正確に行われるであろう。

本発明の上記特徴および他の特徴ならびに利益が得られる方法を容易に理解するために、簡単に上述した本発明のより詳細な説明を、添付図面に例示されるその具体的な実施形態を参照して示す。これらの図面は本発明の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、本発明の範囲を限定するものとみなされるべきではない。

代表的な実施形態に従った撮像システムおよび放射線散乱コーティングを備える針の概略図である。 代表的な実施形態に従ったヘルメット装置に組み込まれた撮像システムおよびコーティングを備える針の概略図である。 代表的な実施形態に従った針の透視図である。 代表的な実施形態に従った放射線散乱コーティングを有する針の透視図である。 別の代表的な実施形態に従った放射線散乱コーティングを有する針の透視図である。 さらに別の代表的な実施形態に従った放射線散乱コーティングを有する針の透視図である。 さらに別の代表的な実施形態に従った飽和機能を備える放射線散乱コーティングを有する針先の透視図である。 図７の線８−８に沿って取った、さらに別の実施形態に従った飽和機能を備える放射線散乱コーティングを有する針先の正面図である。 さらに別の実施形態に従った飽和機能を備える放射線散乱コーティングを有する針先の別の正面図である。 さらに別の実施形態に従った飽和機能を備える放射線散乱コーティングを有する針先の透視図である。

本発明の実施形態は、図面を参照して最もよく理解されるものであり、ここで、同様の参照番号は同一の又は機能的に同様の要素を示す。本明細書において一般的に記載されおよび図中に示されるような本発明の構成要素は、多種多様な異なる構成にアレンジおよび設計されることができることは、容易に理解されよう。したがって、図面に示されるような以下のより詳細な説明は、特許請求の範囲に記載されるように本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、本発明の現在の好ましい実施形態の単なる代表である。

図１は体内への針の侵入を可視化するためのシステムの実施形態を示す。このシステムは放射線可視化装置すなわちシステム２０（例えば、ＶｕｅＴｅｋ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社由来のＤｉｇｉｔａｌ ＶｅｉｎＶｕｅ）を含み、これは放射光源３０、放射線検出器３６、および表示部３８を含む。いくつかの実施形態において放射線は赤外線（ＩＲ）放射であり、他の実施形態において放射線は近赤外線放射（ＮＩＲ）である。内部解剖構造を見るため、光源３０は、光線が標的解剖構造４２によって吸収されるまで生体構造を部分的に透過するように、生体組織４０上に入射光３２の光線を放射する。画像検出器３６（例えば、Ｄａｇｅ−ＭＴＩ社から入手可能なＣＣＤ−７２型カメラ）は、解剖構造と異なる吸収波長を有する標的解剖構造を取り囲む組織から主に反射する反射光３４を検出する。画像検出器３６は映像信号４４によって表示部３８とつながれており、組織から反射された入射光の強度情報は画像の形式により表示部に表示される。

撮像の間、又は撮像の後、針２２は生体組織４０へ差し込まれてもよいし、標的解剖構造４２へ向けられてもよい。針が進むにつれて、光源３０からの光３２は、針２２の上に放射され、針２２を被覆する放射線散乱コーティング２６（本明細書において、単に「コーティング」又は「針コーティング」ともいう。）により散乱される。同時に、針２２の被覆されていない部分上へ入射した光３２は、コーティング２６上へ入射した光３２よりも大きい程度で吸収される。よって、針２２の被覆されていない部分からよりも被覆されている部分２６から、より多くの光３４が反射される。反射光３４は検出器３６により検出され、表示部３８により画像化される。表示部はこのようにして標的解剖構造４２の形状および針２２の被覆されている部分を画像化する。このように、医療従事者は標的解剖構造４２の中へ針先２４を向けることができる。したがって、いくつかの実施形態において針コーティング２６は放射線散乱コーティングである。あるいは、他の実施形態においては、針コーティング２６は放射線吸収コーティングであり、その中で、針コーティングは、より不透明な背景または標的解剖構造から区別される。

放射線散乱コーティングは、さまざまな医療処置の間、医療従事者を助けることができる。したがって、放射線散乱コーティングは様々なタイプの針に適用できる。たとえば、いくつかの実施形態において針は皮下注射針である。他の例において針はオーバー針カテーテルの配置処置に使用される導入針である。代わりに又は加えて、放射線散乱コーティングは導入針とともに使用されるカテーテルにも適用できる。他の実施形態において、放射線散乱コーティングは硬質なカテーテル上にコーティングされている。本明細書において「針」という用語には、皮下注射針のような標準の針と同様に、カテーテル及び体の外表面付近の解剖構造へアクセスするため及び／又はそこへ液体を送達するために使用される他の同種の機器が含まれる。

針２２を覆いおよび放射線可視化装置とともに使用される際、各種コーティングは放射線を反射または吸収して望ましい効果を生じる。よって、各種コーティングのタイプは針に適用することができる。いくつかの実施形態において、コーティングはポリマーまたはコポリマーである。例えば、１つの実施形態においてコーティングは、溶解押し出し成型、被覆、または含浸により針に適用できるフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）（例えば、Ｄａｉｋｉｎ社由来の「Ｎｅｏｆｌｏｎ（登録商標）」およびＨｏｅｃｈｓｔ社由来の「Ｈｏｓｔａｆｌｏｎ（登録商標）」）を含む。いくつかの実施形態においては、コーティングはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（例えば、Ｄｕｐｏｎｔ社由来の「Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）ＦＥＰ」）を含む。ＦＥＰは高度に透明であり得るので、患者または医療従事者が注目すること及び気の散ることなしに、針を被覆することができる。

代わりに又は加えて、いくつかの実施形態において、針２２または針コーティング２６は入射する近赤外線放射を散乱させる顔料や染料を含んでいる。例えば、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）染料は、組織が相対的に透過性である８００ｎｍ付近を強く吸収する。（非特許文献２参照）。よって、針コーティングとともに配置されるか又は針を覆うＩＣＧ染料は、８００ｎｍの照明を反射することができる。他の実施形態においては、他のＮＩＲ／ＩＲ不透明性物質又はＮＩＲ／ＩＲ反射性物質が、針２２または針コーティング２６に適用されている。

表示された画像の可視化を高めるため、針コーティング２６は、針２２全体、針先２４（図１〜２、及び図４に示される）、又は針先を除く針全体（図５に示される）に適用することができる。さらに、いくつかの実施形態においては、図６に示されるように、被覆されている領域と被覆されていない領域とが交互に並ぶような針コーティング２６のパターンが針２２に適用される。

ＮＩＲ放射は、医療従事者に体組織の１２ｃｍほどを通った信号反射を検出することを可能にする。（非特許文献３参照）。さらに、１．５ｃｍに至るまでの深さで非常に高いコントラストの画像が作り出されることができる。ＮＩＲ照射は、特に、血管または静脈の造影のために有用である。

撮像手順の間、針先２４に関する血管または静脈の位置は、適切な針の配置にとって重要である。針コーティングなしの場合、針は入射光の大半を検出器３６から離れる方に向ける。この結果、静脈もまた表示部３８に黒く現れるので、いつ針が静脈へ入ったかを決定することが困難になる。したがって、コーティングの性質に基づき、造影の間に針先のはっきりとした画像を提供するために、針先は被覆されていてもよく又は被覆されていなくてもよい。

例示されるように、いくつかの実施形態において、表示部３８は周囲の組織よりも暗いように血管４２ａを示す。このように臨床医は血管４２ａの位置を可視化する。さらに、いくつかの実施形態において、針コーティングの特質はコーティングを表示部の中においてより暗いように表示させる。したがって、臨床医は、より暗い被覆された針先を血管の中へ正確に速く向けることができる。他の実施形態においては、針コーティングの特性はそれをより明るい物体として表示されるようにし、そして、この状況において、被覆された先端は、適切な針先２４の配置を確実にする際に、より暗い血管の中に姿を消すことができるより明るい物体として表示されるであろう。よって、針コーティングは医療従事者に体内へ針をより有効に導入することを可能にする。

針２２および針コーティング２６は各種の放射線可視化装置とともに利用することができる。図１の放射線可視化システム２０は、この針および針コーティングとともに利用することができる放射線可視化システム又は装置のいくつかの可能な実施形態のうちの１つに過ぎない。例示の目的のために、これから可視化システム２０の操作及び構成について説明する。はじめに、内部解剖構造を見るために、光源３０は、光線が標的解剖構造４２によって吸収されるまで生体組織を部分的に透過するように、生体組織４０上に入射光３２の光線を放射する。画像検出器３６（例えば、Ｄａｇｅ−ＭＴＩ Ｉｎｃ．社から入手可能なＣＣＤ−７２型カメラ）は、解剖構造と異なる吸収波長を有する標的解剖構造を取り囲む組織から主に反射する反射光３４を検出する。

いくつかの実施形態においては、組織から反射された入射光の強度情報が画像の形式により表示部上に表示されるように、画像検出器３６は映像信号４４によって表示部３８とつながれている。多色光源が使用されたとすれば、標的構造の撮像のための有効範囲外の波長は１つまたは複数の帯域通過フィルタ４８によって除去されるべきである。あるいは、電荷結合素子赤外線カメラ（ＣＣＤ）（例えば、Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｃｓ Ｃｏｒｐ.社（ニュージャージー州フェアフィールド）から入手可能なＣＣＤ１３５０−１赤外線ＣＣＤカメラ、および９３００−００イメージインテンシファイア）を用いて起こるように、画像検出器は有効範囲内の波長のみを検出することができる。あるいは、リアルタイムデジタル画像処理機（例えば、Ｄａｇｅ−ＭＴＩ Ｉｎｃ.社から入手可能なＣＳＰ−２０００Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）は多色光源によって生じた情報不十分な波長を除去するために使用することができる。

本発明の代替的な実施形態においては、偏光フィルタ（例えば、Ｅａｌｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃｓ Ｉｎｄ．社（マサチューセッツ州ホリストン）、又はＯｒｉｅｌ Ｃｏｒｐ．社（コネチカット州ストラスフォード）から入手可能）のような偏光光学素子４６ａがレーザーまたは他の単色光源と組み合わせて使用されている。単色光源には、例として、Ｎｅｗ Ｆｏｃｕｓ Ｉｎｃ．社（カリフォルニア州サニーヴェール）から入手可能な６１２４型レーザーダイオード、Ｍｉｃｒａｃｏｒ Ｉｎｃ.社（マサチューセッツ州アクトン）から入手可能なＭｏｄｅｌ Ｍｉｃｒａｌａｓｅ、及びＭｃＤｏｎｎｅｌｌ Ｄｏｕｇｌａｓ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ社（ミズーリ州セントルイス）から入手可能なＭＤＬ−ＤＬＡＷ１０が含まれる。偏光フィルタは、組織に関して特定の平面の入射光を偏光させることによって、際立って反射した光を異なる偏光のものにさせる。検出器の前にある第２の偏光光学素子４６ｂは、その時、光源から際立って反射された光を優先的に選び出す。画像情報をほとんど伝達しない多重散乱された放射線は、典型的には無作為に偏光され、そしてしたがって第２の偏光光学素子４６ｂを通過して画像検出器１２に渡されないであろう。光源３０のために多色光源が使用されている場合には、偏光フィルタは、帯域通過フィルタ４８、電荷結合素子赤外線カメラ、またはこれらの任意の組み合わせのいずれかとともに使用することができる。また、これらの素子の任意の組み合わせは、光源４０がレーザーまたは他の単色光源を含むときに使用することができる。

他の実施形態においては、システムは、体の内部解剖構造を画像化するための他の撮像システムを組み込んでいる。例えば、いくつかの実施形態においては、撮像システムは、デジタル画像プロセッサ、フレームグラバ（例えば、Ｄａｇｅ−ＭＴＩ Ｉｎｃ．社から入手可能なＣＳＰ−２０００Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、及び少なくとも２つの波長を投影する光源を利用する。いくつかの実施形態においては、撮像システムは散乱光を取り除くコリメーターとして利用できる。

いくつかの実施形態においては、撮像システムは反射像３４の位相変調検出を実行する。これらの実施形態においては、入射レーザー光３４は、回転する非球面の光学部品またはカーセル（例えば、Ｍｅａｄｏｗｌａｒｋ Ｏｐｔｉｃｓ社（コロラド州ロングモント）、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ Ｉｎｃ．社（カリフォルニア州サンノゼ）、又はＮｉｎｄｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｉｎｃ．社（オレゴン州ヒルズバラ）から入手可能）のような光位相変調器２８を制御する変調源３０によって位相変調される。変調源は、液晶ビデオテレビジョンのような位相感知画像検出器を制御する。したがって、画像検出器は、入射光と同じ状態の変調を有する反射光だけを測定する。他の全ての光は測定から取り除かれる。

ここで図２を参照すると、いくつかの実施形態においては、撮像システム１００は標的解剖構造の両眼立体視による画像化を利用する。これらの実施形態においては、２つの画像検出器１３６ａおよび１３６ｂ（例えば、ＦＪＷ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．社（イリノイ州パラタイン）由来の８９００型焦点合せ接眼レンズおよび対物レンズ付き赤外線感知ビデオカメラ）を使用して標的組織領域からの反射光の２つの角度を検出することにより、３次元深さ情報が画像の中に組み込まれる。この実施形態の１つのバリエーションにおいては、光源１３０（例えば、Ｔｈｏｒ−Ｌａｂｓ社（ニュージャージー州ニュートン）由来のＬＤ１００１ドライバーを備えるＭｃＤｏｎｎｅｌｌ Ｄｏｕｇｌａｓ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ社（ミズーリ州セントルイス）由来のＭＤＬ−ＤＬＡＷ１０ダイオードレーザー、および１２ボルトの直流源）は、今度は、２つの画像検出器１３６ａおよび１３６ｂを保持するヘルメット（例えば、Ｗｅｌｃｈ−Ａｌｌｙｎ Ｉｎｃ．社（ニューヨーク州スカニースルズフォールズ）由来のＰｈｙｓｉｃｉａｎ´ｓ Ｈｅａｄｌｉｇｈｔ）に据えつけられている。光源出力は、約２０インチの距離に約１ｍｍのスポットを作り出すために、ダイオードレーザー照準光学系（例えば、Ｔｈｏｒ−Ｌａｂｓ社（ニュージャージー州ニュートン）由来のＬＴ１１０Ｐ−Ｂ型）を任意選択的に用いて焦点合わせされてもよい。入射光３２は３４のように標的組織から反射されて戻る。両眼立体視による撮像システムの変形は、このシステムおよび方法に組み込まれてもよい。

ここで図３を参照すると、代表的な実施形態による針２２が描かれている。針は針２２の近位端に配置された針ハブ２０２を含む。針シャフト２０６は針ハブ２０２の遠位端から伸びている。斜角が付けられた針先２０８は、体内への侵入を容易にするために針の遠位端に形成されている。針は、針先の長さのおおよそ２〜３倍である遠位部２４もまた含む。

いくつかの実施形態においては、針コーティング２１０は、図４に示されるように針先２０８上のみを被覆しているか、または針の遠位部２４上のみを被覆している。あるいは、いくつかの実施形態においては、針コーティング２１０は、図５に示されるように針先２０８を除いた針シャフト２０６の全体を被覆している。他の実施形態においては、針コーティング２１０は、図６に示されるように覆われている部分および覆われていない部分のパターンを用いて、シャフト２０６、針先２０８、又は遠位端２４のいずれかを被覆している。針は、遠位端から近位端まで針を通って延びる内部管腔２０４をさらに含む。

ここで図７を参照すると、針２２は針コーティング２１０を有するものとして描かれている。１つまたは複数の飽和機能３０２は針コーティング２１０の中に含まれていてもよい。飽和機能は、血液がコーティングの散乱特性に打ち勝つために針コーティング２１０を充填し、毛管作用により満たし（wick）、さもなければ別の方法により飽和させることを可能にする。いくつかの実施形態においては、血液は針コーティング２１０とは異なった形で放射線を吸収または散乱し、したがって、血液が透明であってもよいコーティングを飽和させるとき、飽和されたコーティング上へ入射された放射線は、血管と同じようにまたは実質的に同じように応答する。したがって、医療従事者が表示部３８の反射光３４の画像を見るとき、血管が適切にアクセスされたことを確実にするために、針コーティング２１０の飽和状態を観察することができる。

フラッシュバック特徴を有する針とともに使用される場合、飽和機能３０２は、医療従事者に、放射線可視化装置なしに直接目に見える前に、針に沿ってフラッシュバックを見せることができる。例えば、針コーティング２１０を有する針２２とともに放射線可視化装置を使用するとき、医療従事者は、血管などの標的解剖構造への針先の侵入を視覚化することができる。血液が導入針およびカテーテルの間など針に沿って流れ始める際に、医療従事者は、放射線可視化装置を依然として使用して、血液が針コーティング２１０に打ち勝つ際に、フラッシュバックを見ることができる。血液はコーティングよりも暗いように表示される可能性があるので、血液が飽和機能３０２を飽和させる際に、コーティングがより暗く現れるようにする。このような特徴により、医療従事者は、表示部および針差込部位の両方を観察するよりも、放射線可視化装置／システムを使用することにより、針差込過程の全体を実施することができる。

いくつかの実施形態において、飽和機能は、針コーティング内の１つまたは複数の溝、穴、細い溝、又は他の同様の特徴である。ここで図７〜図８Ｂを参照すると、いくつかの実施形態において、針コーティングは針２２の長さの下方へ延びる１又は複数の飽和機能を含んでいる。図８Ａおよび図８Ｂは図７の線８に沿って取った針の遠位端の正面図を示す。描かれるように、針シャフト２０６は、内部管腔３０６および外側の針コーティング２１０を含む。コーティングは、少なくとも部分的に針コーティングの中に、そして針の長さに沿って延びている溝または細い溝の形の１つまたは複数の飽和機能３０２ａおよび３０２ｂを含んでいる。いくつかの実施形態において、飽和機能３０２ａは針コーティングの外側に配置されている。他の実施形態において、飽和機能３０２ｂは針コーティングの内側に配置されている。さらに、いくつかの実施形態においては、図８Ｂに示されるように、飽和機能３０２ｃは針コーティングの至るところに配置されている。血液は、飽和機能３０２ａ〜３０２ｂに沿って、又は飽和機能３０２ａ〜３０２ｂを通って、あるいはそれらの中に毛管作用により満たされて、流れることができる。

図９は針２２上の針コーティング２１０を示す。針コーティング２１０は飽和機能として作用する多数の穴３０４を含む。血液が針コーティングと接触する際に、血液は、毛管作用により満たすこと（wicking）や他の手段によって、その中に引き込まれる。いったん針コーティング内に引き込まれると、血液は針コーティングに打ち勝って、血液が針コーティング内に飽和されていることを医療臨床医に認識させることができる。したがって、飽和機能は、体の外側でフラッシュバックが見える前に体内に配置された針に沿ってフラッシュバックが認識されることを可能にする。

よって、このシステムの実施形態は、医療臨床医に、内部解剖構造のみならず、針が体内に前進する際に針も目に見えるようにすることができる。針上に放射線散乱コーティングを適用することにより、臨床医に体の内部構造を目に見えるようにすることができる。可視化の強化は、静脈穿刺の手順を、放射線散乱コーティングを備える針がない場合に可能であるよりも、速くおよび正確に実行することができるようにする。

本発明は、本明細書中に広く記載されおよび特許請求の範囲に記載されるその構造、方法、又は他の本質的な特徴から逸脱することなく、他の具体的な形態において具体化されることができる。記載された実施形態は、あらゆる点において、単なる例示であり限定するものではないとみなされるべきである。本発明の範囲は、それゆえに、前述の説明よりもむしろ添付の特許請求の範囲により示されている。特許請求の範囲と同等の意味および範囲に入るすべての変更は、それらの範囲に包含されるべきである。

Claims (20)

1. 針と、
   前記針を被覆する放射線散乱コーティングと、
   放射線可視化装置と、
   を備える体内への針の侵入を可視化するためのシステム。
2. 前記コーティングは少なくとも１つのポリマーを含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記コーティングはフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、およびそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
4. 前記コーティングは入射する近赤外線放射を散乱させる顔料および染料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
5. 前記コーティングは飽和機能を含む、請求項１に記載の装置。
6. 前記飽和機能は溝を含む、請求項５に記載の装置。
7. 前記飽和機能は細い溝を含む、請求項５に記載の装置。
8. 前記飽和機能は穴を含む、請求項５に記載の装置。
9. 前記コーティングは針の針先のみを被覆している、請求項１に記載の装置。
10. 前記コーティングは針先を除いて針を被覆している、請求項１に記載の装置。
11. 前記コーティングは被覆されている部分および被覆されていない部分のパターンを用いて針を被覆する、請求項１に記載の装置。
12. 前記放射線可視化装置は断層撮影法、分光法、および分光画像法のうちの少なくとも１つに基づいて可視化する検出器を含む、請求項１に記載の装置。
13. 針と、
    前記針を被覆する放射線散乱コーティングと、
    を備え、前記コーティングは放射線散乱顔料および放射線散乱染料のうちの少なくとも１つをさらに含む、体内への針の侵入を可視化するためのシステム。
14. 前記コーティングは飽和機能を含む、請求項１３に記載の装置。
15. 前記コーティングはフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、およびそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載の装置。
16. 前記コーティングは被覆されている部分および被覆されていない部分のパターンを用いて針を被覆する、請求項１５に記載の装置。
17. 放射線散乱コーティングを有する針を提供する工程と、
    放射線可視化装置を提供する工程と、
    体内へ針を差し込む工程と、
    血管へ向かう針の前進を放射線可視化装置を用いてモニタリングする工程と、
    を含む、血管内への針の侵入を可視化する方法。
18. 針先が体の血管に侵入する際に視覚化されたときに針の前進を止める工程をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 針コーティング上に飽和機能を一体化する工程をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
20. 前記放射線散乱コーティングを有する針を提供する工程は、針の針先のみに配置された放射線散乱コーティングを有する針を提供する工程をさらに含む、請求項１７に記載の方法。

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